1奥地利科学院量子光学与量子信息研究所(IQOQI),玻尔兹曼加斯3号,1090维也纳,奥地利
2维也纳大学物理学院, Boltzmangasse 5, 1090 Vienna, Austria
3物理学院,都柏林圣三一学院,都柏林 2,爱尔兰
4维也纳量子科学技术中心,维也纳,维也纳,1020奥地利
5物理系“E.费米”比萨大学,Largo B. Pontecorvo 3, 56127 比萨,意大利
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抽象
我们引入了一个框架来计算开放量子系统动力学中可实现的时间相关性的上限,这是通过对系统的重复测量获得的。由于这些相关性是通过充当内存资源的环境而产生的,因此这种界限是与观察到的统计数据兼容的有效环境的最小维度的见证。这些见证源自具有保证渐近收敛性的半定规划层次结构。我们计算涉及量子位系统和量子位环境的各种序列的非平凡界限,并将结果与产生相同结果序列的最著名的量子策略进行比较。我们的结果提供了一种数值上易于处理的方法来确定开放量子系统动力学中多次概率分布的界限,并允许通过单独探测系统来见证有效的环境维度。
热门摘要
一个自然的问题出现了:系统必须具有的最小维度是多少才能产生一些可观察到的行为?这个问题可以用“维度见证”的概念来回答:一种不等式,当违反时,证明这个最小维度。
在这项工作中,我们研究了这个想法在开放量子系统行为中的应用。
物理系统从来都不是完全孤立的,并且不可避免地与周围环境相互作用。因此,系统中的信息可能会在某一时刻泄漏到环境中,但稍后只能部分恢复。因此,环境可以充当额外的内存资源,从而导致时间上的复杂关联。
即使认为,在实践中,环境的大小可能非常大,只有其中的一小部分可以有效地充当存储器。通过对与固定大小的环境相互作用的小型“探测”量子系统进行重复准备和测量,建立可实现的时间相关性的上限,我们可以为其有效环境的最小尺寸构建维度见证。
这项工作提供了一种获得时间相关性界限的实用技术。我们的结果表明,时间相关性中包含大量信息,突显了它们在仅通过小型探针来表征大型复杂系统的新技术中的潜力。
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